II-VI族化合物半導体歪超格子の作製とその光物性に関する研究

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本年度は(1)ZnSe/CdSeの単一量子井戸の作製とその光物性の研究、(2)Nドープによるp-ZnSeの作製と評価、(3)Clドープ低抵抗n-ZnSeのイオンビーム分析を行った。CdSe/ZnSe単一量子井戸構造を分子線エピタキシ法により作製した。CdSe量子井戸厚は1/4〜6モノレイヤー厚であり、井戸層厚の減少とともに励起子発光はブルーシフトし、強い励起子効果が観測された。注目すべき点は、1ML以下の試料からも強い励起子発光が観測され、この材料系が発光素子材料として大きなポテンシャルを有していることがわかる。フォトルミネッセンス特性の発光の発光強厚の温度依存性、半値幅のCdSe井戸層厚依存性、発光ピークの井戸層厚依存性から、CdSe/ZnSeに界面は1ML程度の混晶化が起きていることがわかった。N_2のマイクロ波プラズマドーピング法を開発し、正孔濃度〜10^<17>cm^<-3>程度のp-ZnSeの作製が可能になった。フォトルミネッセンス特性を詳細に検討した結果、N_A-N_D710^<17>cm^<-3>と高濃度になると深いドナー準位が形成されること、このドナー準位の束縛エネルギーは55meV程度であることがわかった。DLTSの測定から、0.3eV,0.7eVに正孔トラップが観測され、深いドナー準位以外にもこれらの正孔トラップがアクセプターの補償の原因となっていると考えられる。更に、高濃なNドープでのNの格子位置を検討するために、共鳴核反応を利用してイオンビーム分析を行った。その結果、高濃度NドープにもかかわらずNは置換位置を占めること、ZnSe格子の歪みは小さいことなどがわかった。高濃度ClドープZnSlのClをPIXE法により分析した。その結果、Zn格子を歪ませながら置換位置を占めることが明らかになった。